强烈推荐音频功率放大器毕业论文Word下载.docx
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除此之外，加上相应的旁路电容又使得电路具有杂音小，有电源退偶，无自激等优点。
根据实例电路图和已经给定的原件参数，使用multisim11软件模拟电路，并对其进行静态分析，动态分析，显示波形图，计算数据等操作。
关键词：
NW5532PTDA2616性能优良音量可调杂音小
1设计任务和要求4
1.1设计任务4
1.2设计要求4
2系统设计5
2.1系统要求5
2.2方案设计5
2.3系统工作原理6
3单元电路设计8
3.1前置放大电路8
3.1.1电路结构及工作原理9
3.1.2元器件的选择及参数确定10
3.1.3前级放大电路仿真11
3.2后级放大部分12
3.2.1电路结构及工作原理13
3.2.2电路仿真13
3.2.3元器件的选择及参数确定14
3.3电源14
3.3.1电路结构及工作原理15
3.3.2电路仿真17
4系统仿真15
5电路安装、调试与测试17
5.1电路安装19
5.2电路调试21
5.3系统功能及性能测试22
5.3.1测试方法设计22
6·
结论23
参考文献24
总结、体会和建议25
附录27
1设计任务和要求
1.1设计任务
设计并制作一个音频功率放大器，将MP3输出的音乐信号放大
1.2设计要求
1.放大器有两个MP3输出输入接口；
2.能够使用电子开关进行音源选择，并且能够用发光二极管指示；
3.放大器设有音量控制，功率放大功能；
4.主要技术指标如下：
（1）额定输出功率：
2×
1W（或2×
5W）（THD≦0.5﹪）
（2）负载阻抗：
8
（3）输入阻抗：
≧600
5.电源：
220V50HZ的工频交流电供电；
（注：
直流电源部分仅完成设计即可，不需制作，用实验室提供的稳压电源调试，但要求设计的直流电源能够满足电路要求）
6.按照以上技术要求设计电路，绘制电路图，对设计的电路用Multisim或OrCADPspiceAD9.2进行仿真，用万用版焊接元器件，制作电路，完成调试，测试，撰写设计报告。
发挥部分：
1.设计均衡电路（音调电路）：
2.有电平指示功能。
2系统设计
2.1系统要求
2.2方案设计
设计方案分析
根据推任务要求，设计总电路需要弱信号前置放大级电路和功率放大电路两个基本电路，其中前置级主要完成小信号的电压放大任务；
功率放大级则实现对信号的电压和电流放大任务。
以一路声道为例，该音频功率放大器可由图1所示框图实现。
电路设计方案:
图1音频功率放大器组成框图
2.3系统工作原理
原理框图:
图2.3.1图2.3.1系统结构框图图2.3.1系统结构框图系统结构框图
弱信号前置放大级
弱信号前置放大电路必须由低噪声、高保真、高增益、快响应、宽带音响集成电路构成。
符合上述条件的集成电路有：
M5212、LM5213、LLM1875、TDA1514、NE5532P、NE5534、TL072等。
本系统设计选用NE5532P，因为同众多的运放相比,NE5532P具有高精度、低噪音、高阻抗、高速、宽频带等优良性能。
这种运放的高速转换性能可大大改善电路的瞬态性能,较宽的带宽能保证信号在低、中、高频段均能不失真输出,使电路的整体指标大大提高。
由于MP3有两路信号输入，分别为左右声道，所以放置两路前置放大电路，为后级放大做电压放大。
功率放大级
根据题目设计要求，可供选择的功率放大器可由分立元件组成，也可由集成电路完成。
由分立元件组成的功放，如果电路选择得好，参数恰当，元件性能优越，且制作和调试得好，则性能很可能高过较好的集成功放。
许多优质功放均是分立功放。
但其中只要有一个环节出现问题或者搭配不当，则性能很可能低于一般集成功放，为了不至于因过载、过流、过热等损坏还得加复杂的保护电路。
现在市场上有许多性能优异的集成功放芯片，如TDA2030、LM1875、LM386等。
集成功放具有工作可靠，外围电路简单，保护功能较完善，易制作调试等优点，虽不及顶级功放的性能，但满足并超过本设计的要求是没有问题的。
另外集成运放还有性价比高的特点。
本电路TDA2030是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器，广泛应用于录音机和收音机之中。
静态功耗低，约为4mA，可用于电池供电。
其特点是工作电压范围宽3V-18V，外围元件少，电压增益可调，20-200，低失真度，符合本电路的设计要求。
音源选择
根据题目设计要求，两个MP3作为输入，有音源选择电路控制其中一路的输出。
要求没有延迟，不会有信号的衰减和失真。
而每个MP3有两路信号输入，分别为左右声道，两个MP3有4路信号输入，选择方式一般有机械式，继电器式，电子式。
本次设计采用机械式的六位选择开关。
电源部分
音频功放的电源部分是很重要的组成部分，一般选择稳定的单相桥式整流电路做功放的电源，由于实验室提供了稳定的直流源，经过测试后满足功放系统的设计要求，所以不再详细设计电源部分。
3单元电路设计
3.1前置放大电路
3.1.1电路结构及工作原理
前置放大器
音频功率放大器的作用是将声音源输入的信号进行放大，然后输出驱动扬声器。
声音源的种类有多种，如传声器（音源）、电唱机、录音机（放音磁头）、CD唱机及线路传输等，这些声音源的输出信号的电压差别很大，从零点几毫伏到几百毫伏。
一般功率放大器的输入灵敏度是一定的，这些不同的声音源信号如果直接输入到功率放大器中的话，对于输入过低的信号，功率放大器输出功率不足，不能充分发挥功放的作用；
假如输入信号的幅值过大，功率放大器的输出信号将严重过载失真，这样将失去了音频放大的意义。
所以一个实用的音频功率放大系统必须设置前置放大器，以便使放大器适应不同的的输入信号，或放大，或衰减，或进行阻抗变换，使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配。
另外在各种声音源中，除了信号的幅度差别外，它们的频率特性有的也不同，如电唱机输出信号和磁带放音的输出信号频率特性曲线呈上翘形，即低音被衰减，高音被提升。
对于这样的输入信号，在进行功率放大器之前，需要进行频率补偿，使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状态，即加入频率均衡网络放大器。
对于音源和线路输入信号，一般只需将输入信号进行放大和衰减，不需要进行频率均衡。
前置放大器的主要功能:
一是使音源的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配；
二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹配。
由于音源输出信号非常微弱，一般只有100μV~几毫伏，所以前置放大器输入级的噪声对整个放大器的信噪比影响很大。
前置放大器的输入级首先采用低噪声电路，对于由晶体管组成的分立元件组成的前置放大器，首先要选择低噪声的晶体管，另外还要设置合适的静态工作点。
由于场效应管的噪声系数一般比晶体管小，而且它几乎与静态工作点无关，在要求高输入阻抗的前置放大器的情况下，采用低噪声场效应管组成放大器是合理的选择。
如果采用集成运算放大器构成前置放大器，一定要选择低噪声、低漂移的集成运算放大器。
对于前置放大器的另外一要求是要有足够宽的频带，以保证音频信号进行不失真的放大。
图2为前置放大电路原理图。
图2前置放大电路原理图
在前置放大电路元件的选择上，我们选择了低噪声JFET输入运算放大器NE5532P，以下图３、图4为NE5532P的封装管脚图和内部结构图：
图3NE5532P封装管脚图
图4NE5532P内部结构图
以下是NE5532P的功能说明表
由于NE5532P是电压放大型器件，所以在前置放大电路中用于电压放大。
在参数方面，完全能够满足设计需求，尤其是低内阻特性，较宽的响应频带而且考虑到成本的限制，所以选择了价格较低的NE5532P做前级核心元件。
在前置放大电路中，NE5532P分别为差分式放大电路的前级放大器，在原理图中为U1和U2的位置。
由于左右声道原理和元件及结构都相同，所以只以左声道为例，列出原理图及结构图。
3.1.2元器件的选择及参数确定
在前级放大时，首先需要对电压进行放大，综上所述，NE5532P为电压放大器，所以可以满足设计要求，而且成本较低，所以选择NE5532P为前置放大电路的核心放大元件。
电容选择：
在音频电路中，信号电容应该越大越好，首先可以对负载进行保护，防止直流渗透进负载，将扬声器烧坏，其次，音效好，可以将低频拉低，有很好的下潜度，和弹性，收放自如。
但在前级没有较大的直流产生，前级的放大接近2，前级主要起滤波和整理输入信号的作用，在首次调试中，有较多的高次谐波产生，而且负反馈深度不够，所以将之前同向输入端的100kΩ电阻降为20kΩ，反相输入端接10k电阻构成负反馈，目的是展宽通频带，在展宽通频带的同时又有较大的放大电压，所以为了减轻放大倍数增高所有可能产生的自激振荡，在反相输入端串联一个10u的电解电容，效果明显提升，由于放大倍数约为2，所以，放大效果不好，但是相频特性已有较大改观，在用耳机测试时，已有较高的声音素质，高频明亮，但没有冲头感，中频段一般，没有多少特色，低频段，下潜度较好，低频弹性也较好，考虑到负载要求，还需要接后级电路。
因此接入后级放大。
3.1.3前级放大电路仿真
如图5所示当输入正弦波幅值为8.8V时，经放大电路放大后输出正弦波的幅值为17.6V（图中纵坐标为每格10V），则仿真结果与计算结果吻合。
图5前级放大电路波形仿真
3.2后级放大部分
功率放大级的作用是将来自前置放大器的信号进行功率放大。
功率放大级可以由集成放大器组成，也可以由分离元件组成，一般后者性能优于前者，但为使实验简单，采用集成功率放大器。
集成功率放大器的种类很多，本系统采用TDA2030构成集成功率放大电路。
TDA2030的外形和引脚图如图3.1所示。
1-同相输入端，2-反相输入端，3-负电源端，4-输出端，5-正电源端。
TDA2030音频集成功放主要参数如表3.1所示：
TDA2030电路的外接元件非常少，输出功率大，采用超小型封装提高了组装密度，开机冲击小，内含各种保护电路工作安全可靠。
使用该元件的时候，要注意以下几点：
（1）TDA2030具有负载泄放电压反冲保护电路，如果电源电压峰值电压40V的话，那么在5脚与电源之间必须插入LC滤波器，二极管限压（5脚因为任何原因产生了高压，一般是喇叭的线圈电感作用，使电压等于电源的电压）以保证5脚上的脉冲串维持在规定的幅度内；
（2）热保护：
限热保护有以下优点，能够容易承受输出的过载（甚至是长时间的），或者环境温度超过时均起保护作用；
（3）与普通电路相比较，散热片可以有更小的安全系数，万一结温超过时，也不会对器件有所损害，如果发生这
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